Nouvelle avancée : refroidir l'extrémement positronium avec la technologie laser de précision

Temps de lecture: 2 minutes
Par Josephine Martin
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Refroidissement laser des atomes de positronium dans un laboratoire scientifique.

ParisDes chercheurs de l'Université de Tokyo ont fait des progrès dans l'étude de l'antimatière en refroidissant et en ralentissant des atomes de positronium à l'aide de lasers précis. Le positronium est un atome spécial composé d'un électron et d'un positron. Bien qu'il n'existe que très brièvement, les scientifiques peuvent maintenant le refroidir et l'examiner, ce qui pourrait nous aider à mieux comprendre l'antimatière.

Points clés de l'étude :

  • Le positronium est composé d'un électron et d'un positron.
  • Il est électriquement neutre et de courte durée de vie.
  • Le refroidissement a été réalisé grâce à des faisceaux laser finement ajustés.
  • La température a été réduite à environ 1 degré au-dessus du zéro absolu.
  • Les recherches peuvent améliorer notre compréhension des propriétés de l'antimatière et de son interaction avec la gravité.

Cette recherche est très importante. Le Positronium a une structure simple qui permet aux scientifiques d'effectuer des calculs très précis. Les systèmes traditionnels comme l'hydrogène, qui possède un proton composé de trois quarks, rendent les calculs plus complexes. Le positronium, étant un système plus simple à deux corps, facilite la vérification de ces calculs par des expériences.

L'antimatière intrigue beaucoup les scientifiques car elle soulève des questions essentielles sur l'univers. Les chercheurs se demandent pourquoi il y a si peu d'antimatière comparé à la matière. Ils supposent que des quantités égales de matière et d'antimatière ont été créées au début de l'univers, mais aujourd'hui nous n'observons presque que de la matière. L'étude du positronium refroidi pourrait nous aider à comprendre cette énigme.

Le succès du refroidissement du positronium à des températures très basses permet aux scientifiques d'étudier l'effet de la gravité sur l'antimatière. En observant le comportement du positronium refroidi, ils pourraient découvrir si l'antimatière est influencée par la gravité de la même manière que la matière ordinaire. Si des différences sont constatées, cela pourrait expliquer pourquoi il y a si peu d'antimatière dans l'univers aujourd'hui.

Cette recherche pourrait révolutionner la manière dont nous effectuons des mesures précises sur des types d'atomes inhabituels. Les outils développés ici permettront d'étudier d'autres formes rares de matière, offrant aux physiciens et cosmologistes de nouvelles méthodes pour explorer ces domaines.

Cette œuvre novatrice est une réussite technique qui ouvre la voie à de nouvelles questions de recherche. Elle met en lumière le lien entre la technologie laser avancée et la physique fondamentale, démontrant comment de nouvelles méthodes peuvent résoudre d’anciens problèmes scientifiques.

L'étude est publiée ici:

http://dx.doi.org/10.1038/s41586-024-07912-0

et sa citation officielle - y compris les auteurs et la revue - est

K. Shu, Y. Tajima, R. Uozumi, N. Miyamoto, S. Shiraishi, T. Kobayashi, A. Ishida, K. Yamada, R. W. Gladen, T. Namba, S. Asai, K. Wada, I. Mochizuki, T. Hyodo, K. Ito, K. Michishio, B. E. O’Rourke, N. Oshima, K. Yoshioka. Cooling positronium to ultralow velocities with a chirped laser pulse train. Nature, 2024; DOI: 10.1038/s41586-024-07912-0
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